Di Lee Johnson, aggiornato il 24 marzo 2022

Tutte le strutture esterne devono essere progettate per resistere alle forze del vento. Sebbene la fisica fondamentale sia semplice, la progettazione del mondo reale richiede un’attenta considerazione di molte variabili. Per ottenere risultati più accurati, la maggior parte dei professionisti si affida a software specializzati o a un calcolatore online che incorpora tutti i fattori rilevanti. Tuttavia, è possibile ottenere una stima rapida e approssimativa con una formula di base.

Che cos'è un carico di vento?

Un carico di vento è la forza che il vento esercita su una superficie, espressa come forza totale (Newton) o come pressione (Pascal). In pratica, il vento può imporre tre forze distinte su una struttura:il sollevamento (sollevamento dei tetti), taglio (pressione orizzontale che può inclinare un edificio) e laterale carico (ampia “spinta” che può spostare una struttura dalle sue fondamenta). Questa guida si concentra sui carichi laterali, che sono l'obiettivo più comune dei regolamenti edilizi.

Formula velocità del vento/forza

La relazione fondamentale tra velocità e forza del vento è:

Fw = ½ ρ v² A

dove:
ρ =densità dell'aria (≈1,2 kg/m³ al livello del mare e 15°C, ma varia con l'altitudine e la temperatura),
v =velocità del vento (m/s),
A =area prevista esposta al vento (m²).

Dividendo per l'area si ottiene la pressione del vento:

p = ½ ρ v²

Nella progettazione, per garantire la sicurezza in condizioni estreme viene utilizzata la velocità del vento più elevata, in genere ricavata dalle tabelle dei codici locali.

Incorporamento dei coefficienti di resistenza

Per le superfici non piane, la forza del vento è moderata dal coefficiente di resistenza della forma (C_d ). L'equazione modificata diventa:

Fw = ½ ρ v² Cd A

Valori tipici:piastra piana≈1,0; colonna cilindrica≈0,67; strutture irregolari≈0,8–1,2. Le tabelle standard di ASCE7 o Eurocode1 forniscono coefficienti per le geometrie più comuni.

Fattori d'influenza aggiuntivi

• Variazione della velocità del vento con l'altezza (l'esponente del profilo del vento)
• Ruvidità superficiale (vetro liscio rispetto a facciata strutturata)
• Topografia e classe del terreno (pianura e regione collinare)
• Prossimità e disposizione degli edifici vicini (ombreggiamento del vento, canalizzazione)
• Rigidità strutturale interna e caratteristiche di smorzamento

A causa di queste complessità, è meglio utilizzare un calcolo semplice per il dimensionamento preliminare. Per la progettazione finale, consultare il codice pertinente (ad esempio ASCE7, Eurocodice1) e prendere in considerazione uno studio in galleria del vento o un'analisi CFD se la struttura è altamente irregolare.

Per una rapida stima online, prova il nostro Calcolatore del carico del vento che incorpora dati su densità, altezza, forma e velocità del vento locale.

Credito immagine:GrashAlex/iStock/GettyImages